题目内容
小昕所在的实验小组利用图a 所示的实验装置验证机械能守恒定律，打出的纸带如图b所示，O点速度为零，A、B、C、D、E、F是打出的连续的点，已知交流电的周期为T，BC间距离为s1，CD 间距离为s2，DE间距离为s3，EF间距离为s4．（1）对于该实验，以下说法正确的是
A．应该用天平测量重物的质量
B．应该用秒表测量重物下落的时间
C．选择重锤时，应该选择质量和体积都较大的
D．如果用电磁打点计时器，不能用4节干电池（一节干电池的电压为1.5V）供电，只能接4-6V的交流电源
E．在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中，“王亚平”可以用图a装置来验证机械能守恒定律
F．实验时，应该先闭合电源再松开纸带
G．实验时，要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2cm且点迹清晰的纸带进行测量．
（2）小华所在的实验小组则用该实验装置来验证动能定理，若还知道当地的重力加速度为g，但纸带B之前的点（不包含B点）模糊不清，请用题目所给的条件，写出验证动能定理的符号表达式：
（3）小明所在的实验小组则用该实验装置，采用作图法来验证机械能守恒定律，如果以v2为纵轴，以h（h为各点到初始点O的距离）为横轴，下图ABCD选项中是四个同学根据实验数据绘出的v2-h图线，则正确的图象是：
（4）小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带，还测出当地的重力加速度，其符号表达式为 g=
分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，只有这样才能明确每步操作的具体含义．
根据动能定理实验要验证的表达式求解．
利用匀变速直线运动的推理△x=aT2可以求出重锤下落的加速度大小．
根据动能定理实验要验证的表达式求解．
利用匀变速直线运动的推理△x=aT2可以求出重锤下落的加速度大小．
解答：解：（1）A．因为我们是比较mgh、
mv2的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平．故A错误
B．可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故B错误
C．选择重锤时，应该选择质量较大的，体积较小的，故C错误
D．如果用电磁打点计时器，不能用4节干电池（一节干电池的电压为1.5V）供电，只能接4-6V的交流电源故，故D正确
E．在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中，物体做匀速圆周运动，重力提供向心力，“王亚平”不可以用图a装置来验证机械能守恒定律，故E错误
F．实验时，应该先闭合电源再松开纸带，故F正确
G．实验时，要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量．故G错误
（2）根据匀变速直线运动的推论得
VC=
VE=
从C点到E点重力做功WG=mg（s2+s3）
动能变化△EK=
m
-
m
=
即验证动能定理的符号表达式：g（s2+s3）=
实际上，在实验中总有重力所做的功WG＞△EK（动能的变化量，其原因是：由于重锤在下落过程中受到空气阻力及纸带和打点计时器之间存在摩擦阻力，阻力对重锤做负功．
（3）重物由静止开始下落距离h获得速度v，根据动能定理得
mgh=
mv2
即v2=2gh
所以v2-h图线是过原点的倾斜直线（或正比例函数图象等），
故选：C
该图线的斜率是 2g．
（4）小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带，还测出当地的重力加速度，
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2可得：
g=
=
[(s3+s4)-(s1+s2)]
故答案为：（1）DF
（2）g（s2+s3）=
，＞，由于重锤在下落过程中受到空气阻力及纸带和打点计时器之间存在摩擦阻力，阻力对重锤做负功，
（3）C，2g
（4）
[(s3+s4)-(s1+s2)]
| 1 |
| 2 |
B．可以通过打点计时器计算时间，不需要秒表，故B错误
C．选择重锤时，应该选择质量较大的，体积较小的，故C错误
D．如果用电磁打点计时器，不能用4节干电池（一节干电池的电压为1.5V）供电，只能接4-6V的交流电源故，故D正确
E．在作匀速圆周运动的“神舟十号飞船”中，物体做匀速圆周运动，重力提供向心力，“王亚平”不可以用图a装置来验证机械能守恒定律，故E错误
F．实验时，应该先闭合电源再松开纸带，故F正确
G．实验时，要从几条打上点的纸带中挑选第一、第二两点之间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量．故G错误
（2）根据匀变速直线运动的推论得
VC=
| s1+s2 |
| 2T |
VE=
| s3+ s4 |
| 2T |
从C点到E点重力做功WG=mg（s2+s3）
动能变化△EK=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 E |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 C |
| m[(s3+s4)2-(s1+s2)2] |
| 8T2 |
即验证动能定理的符号表达式：g（s2+s3）=
| (s3+s4)2-(s1+s2)2 |
| 8T2 |
实际上，在实验中总有重力所做的功WG＞△EK（动能的变化量，其原因是：由于重锤在下落过程中受到空气阻力及纸带和打点计时器之间存在摩擦阻力，阻力对重锤做负功．
（3）重物由静止开始下落距离h获得速度v，根据动能定理得
mgh=
| 1 |
| 2 |
即v2=2gh
所以v2-h图线是过原点的倾斜直线（或正比例函数图象等），
故选：C
该图线的斜率是 2g．
（4）小红所在的实验小组则利用该实验装置打出的纸带，还测出当地的重力加速度，
根据匀变速直线运动的推论△x=aT2可得：
g=
| XDF-XBD |
| (2T)2 |
| 1 |
| 4T2 |
故答案为：（1）DF
（2）g（s2+s3）=
| (s3+s4)2-(s1+s2)2 |
| 8T2 |
（3）C，2g
（4）
| 1 |
| 4T2 |
点评：纸带问题的处理是力学实验中常见的问题．我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，求出速度和加速度是解答这类问题的关键．
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